污水处理厂低压断路器的选择与整定

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　　 摘  要：本文根据污水处理厂的设备特点及《低压配电设计规范》的有关规定通过实例介绍了低压断路器的选择，
　　关键词：低压断路器  污水处理厂 配电线路保护  选择和整定
　　Abstract：According to the equipment characteristics of sewage treatment plant and the relevant provisions of the Code for Design of Low Voltage Distribution， this paper introduces the selection of low voltage circuit breakers through examples. a
　　Key words： low-voltage circuit breaker; sewage treatment plant; distribution line protection   selection and setting
　　一、低压断路器选则及整定
　　1.额定工作电压和额定电流
　　低压断路器的额定工作电压Ue和额定电流Ie应分别不低于线路，设备的正常额定工作电压和工作电流或计算电流。
　　2.长延时脱扣器整定电流Ir1
　　所選断路器的长延时脱扣器整定电流Ir1应大于或等于线路的计算负载电流，可按计算负载电流的1～1.1倍确定;同时应不大于线路导体长期允许电流的0.8—1倍。
　　3.瞬时或短延时脱扣器的整定电流Ir2
　　所选断路器的瞬时或短延时脱扣器整定电流Ir2应大于线路尖峰电流。
　　4.短路通断能力和短时耐受能力校验
　　 低压断路器的额定短路分断能力和额定短路接通能力应不低于其安装位置上的预期短路电流。
　　5.灵敏系数校验
　　 灵敏系数即线路中最小短路电流和断路器瞬时或延时脱扣器整定电流之比。两相短路时的灵敏系数应不小于2，单相短路时的灵敏系数可取1.5。
　　二、 污水厂低压断路器选择及整定实例
　　例：某污水厂变电站，变压器为630KVA，10/0.4KV，Dyn11接线，10kV侧系统容量可以考虑高压侧的短路容量为无穷大（10KV侧的短路容量一般为200～400MVA甚至更大，因此按无穷大来考虑，其误差不足10%），从低压屏引出的低压电缆150m至分配电间（分配电间负荷95KW），变压器至主断路器母线长10m，接地方式为TN-S，干线分支连接若干个风机水泵，其中最大熔断器Ir=315A，最大的断路器Iset1=300A Iset3=3000A。
　　1.选择变压器低压侧低压进线柜低压断路器（K1）
　　通过计算变压器低压侧三相短路电流为20.2KA，变压器低压侧额定电流为910A。变压器低压侧进线柜断路器选择框架断路器（ABB E系列空气断路器）短路分断能力远远大于20.2KA，选择框架电流1600A;断路器长延时过电流脱扣器整定为Ir1≥Kzd1*Ieb;式中Kzd1 为断路器长延时脱扣器可靠系数，取1.1;Ieb为变压器低压侧额定电流;选取断路器额定电流In=1250A，长延时过电流脱扣器整定为Ir1=1.0In，因为污水厂负荷等级为二级，要求当一台变压器故障时，另一台变压器能带动全厂所有二级负荷并且选择变压器在经济运行状况下负载率65%左右，所以Ir1/Ieb≈1.3。
　　断路器短延时过电流脱扣器整定为Ir2=4*Ir1=4*1250=5000A，t=0.4s;校验Ir2整定值是否与下面保护电器具有选择性下级最大断路器的Iset3=3000A，上级的Ir2整定为5000A，此值大于下级Iset3的1.2倍，符合选择性要求;下级最大熔断器的Ir=315A，而上级Ir2值为315A的15.8倍，应能符合选择性要求，主要取决于短延时时间整定值。短延时时间整定：假定下级最大熔断器后发生故障电流足以使上级短延时动作，即故障电流为5000A或略大一些，此时315A熔断体的熔断时间约为0.22s，因此，短延时时间应整定为0.4s。
　　断路器瞬时过电流脱扣器整定为Ir3=10*Ir1=10*1250=12500A，由于有短延时过电流保护，为了更好的选择性，Ir3可以整定大一些。根据运行经验，母干线相间短路极少。
　　K1 不带接地保护，由于Id1=18KA远大于1.3Ir2.
　　2.选择分配电间馈线回路低压断路器（K2）
　　选择塑壳断路器选择ABB T系列产品，断路分段能力须大于20.2KA，由于保护分配电间供电用断路器要求发生短路后断路器不能发生损坏，所以断路器额定运行分断能力Ics须大于母线三相短路电流。低压断路器的开断电流（Ifd）应大于负荷侧短路电流最大值（Id）。这就产生一个问题，到底是选用 Icu，还是Ics 作为Ifd;根据多年实践经验认为当该断路器用于较重要的配电线路或设备，排除短路故障后，要求迅速恢复供电的，应当按Ics数值来考虑。如果是一般的配电回路，即可按 Icu数值来考核。
　　长延时过电流Ir1选择250A 满足Ir1≥1.1*Iz的要求，瞬时过电流Ir3需要满足单相接地灵敏性要求Id1≥1.3*Ir3， 2.8*1000≥1.3*Ir3，可得Ir3≤2154A，瞬时过电流Ir3选择2000A。
　　3.选择电动机保护回路低压断路器
　　例如提升水泵55KW，额定电流104A，电动机起动倍数7倍;长延时过电流Ir1选择125A 满足Ir1≥Ie的要求;由于Ir3需不小于满足2～2.5倍的启动电流;故瞬时过电流Ir3选择1500A。
　　三、结 论
　　1.低压断路器选择必须严格按照下列原则进行
　　 配电线路在正常使用中和用电设备正常起动时，保护电器不会动作;保护电器必须按规范规定的时间内切断故障电路，这是实施规范的最基本目标，也是保护电器的根本任务;配电系统各级保护电器的动作特性应能彼此协调配合，要求有选择性动作，即发生故障时，应使靠近故障点的保护电器切断，而其上一级和上几级（靠电源侧方向为上）保护电器不动作，使断电范围限制到最小。
　　2.上所述选型的三条原则，需要在整定值中来实施，即：
　　 正常工作和正常起动时，不应切断电路;线路故障时，应可靠切断故障电路;线路故障时，各级保护电器应有选择性地切断电路。
　　参考文献
　　1.《低压配电设计规范》GB50054-2011
　　2.中国航空工业规划设计研究院.《工业与民用配电设计手册》（第三版）
　　3.《低压开关设备和控制设备 低压断路器》GB14048.2-2001
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